Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Конспекты / Конспект лекции на тему "Винтовые характеристики"

Конспект лекции на тему "Винтовые характеристики"

  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Винтовые характеристики.

Винтовые характеристики определяются зависимостями, представляющими собой квадратичную (рис. 14.4,а) или кубическую (рис. 14.4, б) параболы. Зависимость момента сопротивления (Н·м) гребного винта имеет вид квадратичной параболы и подчиняется выражению

Мв=С'n2 (14.6)

Поглощаемая винтом мощность при тех же условиях должна подчиняться закону кубической параболы

hello_html_m72867f2c.gif (14.7)

где показатель степени при стендовых испытаниях принимается равным 3, в действительности же он зависит от гидродинамических свойств судна и гребного винта и для разных типов судов колеблется в пределах 1,5—3,5 (у большинства транспортных судов он близок к 3).D:\AMИ\3 СЭУ 3-й курс\Kонспект СЭУ 3-й курс\92 Характеристики\характеристики 001.jpg

Если же принимать во внимание сравнительно небольшие потери мощности в промежуточной передаче от двигателя к гребному винту, считая, то при установившемся движении судна и прямой передаче должны существовать равенства между моментом сопротивления винта и крутящим моментом двигателя

Мв=Mе=С'n2 (14.8)

и между поглощаемой винтом мощностью и мощностью двигателя

NB=Ne=C"n3 (14.9)

Таким образом, при непосредственной передаче мощности (прямое соединение двигателя с гребным винтом) нагрузка двигателя по мощности и моменту однозначно определяется его частотой вращения п или скоростью v судна, поскольку при неизменных условиях плавания v1/v2n1/n2. Отсюда, если необходимо увеличить скорость судна в х раз, во столько же раз должна быть повышена частота вращения гребного винта и двигателя, а это в свою очередь может быть достигнуто путем увеличения крутящего момента двигателя в х2 раз или мощности в х3 раз.

В практике использования винтовых характеристик часто бывает удобно заменить крутящий момент Ме на пропорциональное ему среднее эффективное давление ре. Правомерность такой замены вытекает из следующего:

Ме = 9550Nе/п, но Ne = Cpeni,

тогда

hello_html_m67c5b30b.gif (14.10)

Винтовая характеристика, проходящая через точку номинального режима (1), пересекающаяся в этой точке с внешней номинальной характеристикой, когда орган управления подачей топлива находится в положении ТРном, называется теоретической или номинальной винтовой характеристикой (поступь винта λр1, см. рис. 14.4). Тогда согласно формуле (14.8)

Ре = С2n2 (14.11)

При изменении поступи винта [путь, проходимый винтом за один оборот λр = vs/(nвD)], а это возможно при изменении сопротивления движению судна, винтовая характеристика меняет свое положение и вид, меняется значение коэффициента С" в уравнении (14.9). Так, при увеличении сопротивления вследствие увеличения осадки судна, усиления встречного ветра или волнения, буксировки, обрастания корпуса скорость судна и поступь винта падают, поэтому гребной винт при той же частоте вращения поглощает больший крутящий момент. Винтовая характеристика, соответствующая новому значению поступи λр3 = const, на графике располагается левее характеристики. К подобному изменению приводит также утяжеление гребного винта (увеличение шагового отношения H/D), поэтому такая характеристика часто называется характеристикой «тяжелого» винта.

При работе двигателя в условиях неподвижного судна (на швартовах) λрш = vs/(nвD) = 0. В этих условиях гребной винт поглощает наибольший момент, и соответствующая винтовая характеристика λрш в семействе представленных на рис. 14.4 характеристик занимает крайнее левое положение.

При уменьшении сопротивления движению судна, что возможно при попутном ветре или уменьшении осадки (плавание в балласте), скорость судна и поступь винта возрастают, и винтовая характеристика, соответствующая новому значению поступи λр3 = const, располагается правее и ниже номинальной характеристики λp4 = const. Характеристика λр3 = const может быть получена и при установке винта с малым шаговым отношением или с обрезанными по диаметру лопастями, поэтому она называется характеристикой «легкого» винта. Аналогичное положение может занимать характеристика при плавании судна в балласте.

При работе двигателя в условиях «легкой» характеристики загрузка его оказывается значительно меньшей, чем в предыдущих случаях. В частности, для поддержания номинальной частоты вращения (точка 2 на рис. 14.4) от двигателя потребуются значительно меньшая мощность и среднее эффективное давление. Линией R показана регуляторная характеристика по предельной частоте вращения.

Изменение параметров двигателя при работе по винтовой характеристике показано на рис. 14.5, а.

Переход с режима полной нагрузки к малой осуществляется путем сокращения цикловой подачи топлива. Подача воздуха турбокомпрессорами с уменьшением нагрузки и частоты также уменьшается, но в меньшей степени. Поэтому коэффициент избытка воздуха увеличивается (на рисунке показан αсум). Это влечет за собой рост индикаторного КПД и снижение расхода топлива gi. Удельный эффективный расход топлива ge в связи с уменьшением ηмех сначала несколько снижается, достигает минимума при п = 115 об мин, а затем растет. Наиболее экономичная работа двигателя обеспечивается в области (0,82-1) nном.

Уменьшение нагрузки и сокращение расхода gц приводит к падению температуры выпускных газов и максимального давления цикла.hello_html_m7e688ecc.jpg

Тепловая и механическая напряженность двигателя в области малых нагрузок и скоростей меньше, чем при полной частоте вращения. Об этом можно судить по изменению температур в поршне двигателя RND 68М (рис. 14.5, б, в).





Автор
Дата добавления 11.02.2016
Раздел Другое
Подраздел Конспекты
Просмотров186
Номер материала ДВ-441210
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх